操作系统（哈工大李治军老师）

L4 操作系统接口

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用户通过程序（应用软件）使用计算机
程序是普通代码加上一些重要的函数
如：

操作系统提供重要函数（重要函数就是操作系统接口，接口表现为函数调用，由系统提供，因此叫系统调用）

常见的系统调用：
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问题1：
操作系统在内存中，应用程序也在内存中，为什么应用程序不能直接访问存取内核中的信息？
回答：
因为内核中有很多重要的信息与内容，若能随意调用和jmp那就很危险比如root密码被修改，word内容通过显存被看到

问题2:
怎么做到不让应用程序随意的jmp，调用内核数据？
回答：
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硬件把内存割成了两个区域，一个叫用户态，一个叫内核态。
内核态可以访问任何数据，用户态不能访问内核数据

DPL用来描述目标内存段的特权级别（要访问的目标区域的特权级别）
CPL当前的特权级别

特权级别：
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若CPL的数字<=DPL的数字，表示当前特权级别更高，则可以进入，否则不能进入

问题3：
系统调用如何进入内核态？
回答：
硬件提供了主动进入内核的方法——中断指令int（唯一的方法）
因此，系统调用的核心：
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系统调用的实现：

CPU的工作原理：
把一个程序放在内存中，设置初始的地址寄存器PC为第一个程序的内存地址，CPU自动的取址执行

管理CPU最简单的方法：
设置好PC的初值，CPU自动工作

这样会出现什么问题？
阻塞

解决办法：
多道程序设计（切来切去）

并发：一个CPU上交替的执行多个程序

怎么做到？

运行的程序和静态的程序不同
运行中的程序叫做进程

上层用户看到的是3个进程同时使用
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对于OS来说，是多个进程的推进
操作系统需要把进程记录好，按照合理的次序推进（分配资源，进行调度）

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开机时创建个进程，执行shell，shell再启动其他进程

操作系统管理进程的核心就是PCB + 状态 + 队列
Process Control Block:用来记录进程信息的数据结构
把PCB组织成不同的数据结构，如就绪队列，磁盘等待队列在这里插入图片描述
状态：
进程根据状态分类

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